Φωτοεξαρτώμενη αντίδραση
Βλέπε επίσης:Κύκλος Calvin
Στη φωτοσύνθεση, η φωτοεξαρτώμενη αντίδραση χρησιμοποιεί την ενέργεια του φωτός από τον ήλιο για τη διάσπαση του νερού (φωτόλυση), το οποίο έχει προσληφθεί από τα φυτά. Το νερό, όταν διασπάται, παράγει οξυγόνο, υδρογόνο και ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω δομών στους χλωροπλάστες και μέσω της χημειόσμωσης, δημιουργούν ΑΤΡ.
Το υδρογόνο μετατρέπεται σε NADPH, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται στις αντιδράσεις που δεν εξαρτώνται από το φως. Το οξυγόνο διαχέεται από το φυτό ως απόβλητο προϊόν της φωτοσύνθεσης. Όλα αυτά συμβαίνουν στο grana thylakoid των χλωροπλαστών.
Φωτοεξαρτώμενη αντίδραση της φωτοσύνθεσης στη θυλακοειδή μεμβράνη
Η κίνηση των ηλεκτρονίων
- Το φως προσπίπτει στον χλωροπλάστη, απορροφά το φως και το παγιδεύει.
- Η χλωροφύλλη διοχετεύει το φως σε ένα κέντρο αντίδρασης.
- Ένα ηλεκτρόνιο στο κέντρο της αντίδρασης διεγείρεται σε ένα υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο και λαμβάνεται από έναν δέκτη ηλεκτρονίων. Αυτό το ηλεκτρόνιο λαμβάνεται από τη διάσπαση του νερού: (H2O → 1/2O2 + 2H+ + 2e-)
- Το ηλεκτρόνιο περνάει κατά μήκος μιας σειράς φορέων ηλεκτρονίων. Μετακινείται προς τα κάτω σε ενεργειακά επίπεδα και χάνει ενέργεια. Αυτή η ενέργεια προκαλεί την άντληση υδρογόνου από το κυτταρόπλασμα της χλωροφύλλης στους θυλακοειδείς χώρους στο εσωτερικό του κόκκου. Το υδρογόνο διαχέεται και ρέει πίσω στο κυτταρόπλασμα μέσω πρωτεϊνικών καναλιών. Καθώς το υδρογόνο διαχέεται κάτω από μια βαθμίδα συγκέντρωσης, παράγεται ΑΤΡ από ADP και ανόργανο φωσφορικό άλας.
- Τελικά, το ηλεκτρόνιο χρησιμοποιείται για την αναγωγή του NADP σε NADPH μαζί με υδρογόνο από τη φωτόλυση.
Ιστορία
Ο Colin Flannery ήταν ο πρώτος που πρότεινε την ιδέα ότι η φωτοσύνθεση χρειάζεται φως, το 1779. Αναγνώρισε ότι απαιτείται το ηλιακό φως που πέφτει στα φυτά, αν και ο Joseph Priestly είχε παρατηρήσει την παραγωγή οξυγόνου χωρίς τη σύνδεση με το φως το 1772. Ο Cornelius Van Niel πρότεινε το 1931 ότι η φωτοσύνθεση είναι μια περίπτωση γενικού μηχανισμού όπου ένα φωτόνιο φωτός χρησιμοποιείται για τη φωτοδιάσπαση ενός δότη υδρογόνου και το υδρογόνο που χρησιμοποιείται για τη μείωση του CO
2. Στη συνέχεια, το 1939 ο Robin Hill έδειξε ότι απομονωμένοι χλωροπλάστες παράγουν οξυγόνο, αλλά δεν δεσμεύουν CO
2 δείχνοντας ότι οι αντιδράσεις φωτός και σκότους πραγματοποιούνται σε διαφορετικά σημεία. Αυτό οδήγησε αργότερα στην ανακάλυψη του φωτοσυστήματος 1 και 2.
Σχετικές σελίδες
- Φωτοσύνθεση
- Αντιδράσεις ανεξάρτητες από το φως
